靶丸殼層折射率、厚度及其分布參數(shù)是激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中非常關鍵的參數(shù),精密測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布對ICF精密物理實驗研究具有非常重要的意義。由于靶丸尺寸微?。▉喓撩琢考墸⒔Y構特殊(球形結構)、測量精度要求高,如何實現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術研究中重要的研究內容。本論文針對靶丸殼層折射率及厚度分布的精密測量需求,開展了基于白光干涉技術的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術研究。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的形貌測量。菏澤膜厚儀產(chǎn)品原理
白光干涉在零光程差處,出現(xiàn)零級干涉條紋,隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高,可以實現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強,動態(tài)范圍大,具有快速檢測和結構緊湊等優(yōu)點。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有很多的共同之處??梢哉f,白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長對應的干涉光強變化曲線。崇明區(qū)膜厚儀的用途和特點白光干涉膜厚測量技術的研究主要集中在實驗方法的優(yōu)化和算法的改進上。
白光干涉時域解調方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動,補償光程差,實現(xiàn)對信號的解調[44-45]。系統(tǒng)基本結構如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂,作用是將待測的物理量轉換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程,參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,即兩干涉光束為等光程的時候,出現(xiàn)干涉極大值,可以觀察到中心零級干涉條紋,而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關,因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括:入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度,但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。
針對微米級工業(yè)薄膜厚度測量,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測量方法。根據(jù)薄膜干涉及光譜共聚焦原理,綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求,研制了滿足工業(yè)應用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng)。根據(jù)波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結合經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數(shù)據(jù)準確提取相位變化,對由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對PVC標準厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗對系統(tǒng)性能進行了驗證,結果表明測厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測量量程,μm.的測量不確定度。由于無需對焦,可在10ms內完成單次測量,滿足工業(yè)級測量高效便捷的應用要求。 白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。
為了分析白光反射光譜的測量范圍,開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線,如圖所示,對于殼層厚度30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集、干涉級次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實現(xiàn)對各干涉譜峰波長的測量。為實現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,需采用紅外的寬譜光源和光譜探測器。對于殼層厚度為μm的靶丸,測量的波峰相對較少,容易實現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量;隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,兩干涉信號之間的光程差差異非常小,以至于他們的光譜信號中只有一個干涉波峰,基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實現(xiàn)其厚度的測量;為實現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。 白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的厚度分布的測量和分析。開封有哪些膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術的應用涵蓋了材料科學、光學制造、電子工業(yè)等多個領域。菏澤膜厚儀產(chǎn)品原理
薄膜是指分子、原子或者是離子在基底表面沉積形成的一種特殊的二維材料。近幾十年來,隨著材料科學和鍍膜工藝的不斷發(fā)展,厚度在納米量級(幾納米到幾百納米范圍內)薄膜的研究和應用迅速增加。與體材料相比,因為納米薄膜的尺寸很小,使得表面積與體積的比值增加,表面效應所表現(xiàn)出的性質非常突出,因而在光學性質和電學性質上有許多獨特的表現(xiàn)。納米薄膜應用于傳統(tǒng)光學領域,在生產(chǎn)實踐中也得到了越來越廣泛的應用,尤其是在光通訊、光學測量,傳感,微電子器件,生物與醫(yī)學工程等領域的應用空間更為廣闊。菏澤膜厚儀產(chǎn)品原理